变形镜及其控制算法研究进展

作     者：梁静远 王海蓉 张娜 张晓丹 赵黎 王惠琴 王怡 柯熙政 LIANG Jingyuan;WANG Hairong;ZHANG Na;ZHANG Xiaodan;ZHAO Li;WANG Huiqing;WANG Yi;KE Xizheng

作者机构：西安理工大学自动化与信息工程学院西安710048 西安工业大学电子信息工程学院西安710021 中国计量大学信息工程学院杭州310018 商洛学院电子信息与电气工程学院陕西商洛726000 西安工程大学电子信息学院西安710600 兰州理工大学计算机与通信学院兰州730050 

出 版 物：《光通信研究》 (Study on Optical Communications)

年 卷 期：2024年第2期(17)卷第2期

页      面：100-108页

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：陕西省重点产业创新资助项目(2017ZDCXL-GY-06-01) 西安市科技创新引导资助项目(201805030YD8CG14(12)) 

主　　题：变形镜 控制算法 自适应光学 

摘      要：【目的】变形镜(DM)是自适应光学系统中实现波前校正的关键器件,其性能直接决定了系统的波前畸变校正能力。通过研究DM及其控制算法,可以不断改进自适应光学系统的校正能力。该研究一方面可以提高DM的精度和响应速度,使其更好地校正各种复杂的波前畸变,另一方面,可以改进控制算法,提高校正的效率和准确性。这些都将直接影响到自适应光学系统的成像质量和性能,因此,研究DM及其控制算法对于改进自适应光学系统的校正能力、扩展应用领域以及提升成像质量和性能具有重要意义。【方法】文章旨在梳理国内外关于DM及其控制算法的研究进展,分析不同的控制算法对波前畸变的校正精度,为自适应光学的发展奠定基础。首先以几种典型的DM为例,对DM的建模以及对分离促动器DM、拼接子DM、薄膜DM、双压电DM、微机电系统(MEMS)DM和音圈DM的结构及工作原理进行了详细介绍。接着分析了基于Prandtl-Ishlinskii(PI)迟滞模型的控制算法、解耦控制算法和稀疏采样控制算法等几种控制算法。【结果】文章总结了西安理工大学在该领域所做的工作,最后指出了未来在该领域的技术突破和改进方向。【结论】DM及其控制算法的研究为自适应光学的发展奠定了基础,使其应用于更多的领域,进一步提高自适应光学系统的性能。这将有助于改善成像质量,推动自适应光学技术的发展。